综上可得,当时,在时取到极小值,没有极大值;
当时,在时取到极大值,在时取到极小值;
当时,没有极大值也没有极小值;当时,在时取到极小值.
在时取到极大值.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知当且时,有两个极值点,,
且 .
所以 ,
设,则,所以在上单调递减,在上单调递增,
由且可得,所以 ,
即 .
点评:本题考查导数的运用,利用导数研究函数的极值 ,利用导数研究曲线上某点切线方程,求切线方程和单调区间、极值,主要考查导数的几何意义和分类讨论的思想方法,注意函数的单调性的运用,属于中档题. 例4.已知函数(Ⅰ)若
,求曲线
在
,
.
处的切线方程;
(Ⅱ)探究函数【思路引导】
的极值点情况,并说明理由.
(1)先求函数导数,根据导数几何意义得切线斜率,再根据点斜式写出切线方程(2)先求
导数,转化研究函数,利用导数易得先减后增,讨论与两个端
点值以及最小值点大小关系,确定极值点情况.
(ii)当,即时,有两不同解,函数在
上有两个极值点;
(iii)当,即时,有一解,函数在
区间上有一个极值点;
(iv)当
,即时,,函数在区间上无极值点.
【同步训练】
1.已知函数f?x??e,g?x???xa2(其中a?R,e为自然对数的底数, x?x,
2. e?2.71828……)
(1)令h?x??f??x?,求h?x?的单调区间;
(2)已知f?x?在x?0处取得极小值,求实数a的取值范围. 【思路引导】
(1)求导函数的导数得h??x??e?a,再根据是否变号进行分类讨论单调性:当a?0时,
x导函数不变号,为单调递增;当a?0时,导函数先负后正,对应单调区间为先减后增(2)由题意得f??0??0,结合(1)根据导函数h?x?单调性分类讨论在x?0处是否为极小值:当a?0时, f?x? 在x?0附近先减后增,为极小值;当a?0时,按lna与零大小关系进行二次讨论: lna?0, f??x?在?lna,??? 单调递增; f?x? 在x?0附近先减后增,为极小值;当a?1时, f??x??0,无极值; lna?0时, f??x?在???,lna?单调递减;
f?x? 在x?0附近先增后减,为极大值;综上可得实数a的取值范围.
(3)当a?1时,由(Ⅰ)知f??x?在区间???,lna?单调递减,f??x?在区间?lna,???单调递增,
所以f??x?在x?lna处取得最小值,即f??x??f??lna??f??0??0, 所以函数f?x?在R上单调递增,所以f?x?在x?0处无极值,不符合题意.
(4)当a?1时, lna?0,由(Ⅰ)知f??x?的减区间为???,lna?,所以当x????,0?时,
f??x??f??0??0,当x??0,lna?时,f??x??f??0??0,
所以f?x?在x?0处取得极大值,不符合题意, 综上可知,实数a的取值范围为???,1?. 2.设f?x??xlnx?ax??2a?1?x,a?R.
2(1)令g?x??f'?x?,求g?x?的单调区间;
(2)已知f?x?在x?1处取得极大值,求实数a的取值范围. 【思路引导】
(1)求函数的单调区间主要是先求出函数的导函数,根据导函数大于零和小于零分别解出所
对应的增减区间,但要含参问题时则要注意讨论,由g??x??同取值尽享讨论即可得出单调
11?2ax,根据a的不?2a?xx区间;(2)已知f?x?在x?1处取得极大值,故f??1??0,然后根据第一问单调性的讨论验证函数是否在1处取得极大值即可得出正确a的取值范围.
(2)由(1)知, f??1??0. ①当a?0时, f??x?单调递增.
所以当x??0,1?时, f'?x??0, f?x?单调递减.当x??1,???时, f??x??0, f?x?单调递增.
所以f?x?在x?1处取得极小值,不合题意. ②当0?a?11?1?时, ?1,由(1)知f??x?在?0,?内单调递增, 22a?2a??1??时, f??x??0, 2a??可得当x??0,1?时, f??x??0, x??1,所以f?x?在?0,1?内单调递减,在?1,不合题意.
?1??内单调递增,所以f?x?在x?1处取得极小值,2a??